اكتشف باحثون من جامعة مينيسوتا في المدن التوأم نوعاً جديداً من موجات البلازما في الشفق القطبي لكوكب المشتري من خلال الملاحظة والتحليل. يساعد هذا البحث في فهم "الشفق القطبي الخارجي" على كواكب أخرى، مما يكشف بشكل أعمق عن كيفية حماية المجال المغناطيسي للأرض لنا من الإشعاع الشمسي الضار.
استندت الملاحظات إلى بيانات مسبار جونو التابع لناسا. قام المسبار بتحليق تاريخي منخفض المدار فوق القطب الشمالي لكوكب المشتري، واستخدم الفريق خبرته في تحليل البيانات لأول مرة لدراسة البيانات القادمة من منطقة القطب الشمالي لكوكب المشتري. نُشر البحث في Physical Review Letters.
قال الأستاذ المساعد علي سليمان من كلية الفيزياء والفلك بجامعة مينيسوتا: "يوفر تلسكوب جيمس ويب الفضائي بعض الصور تحت الحمراء للشفق، لكن جونو هو أول مركبة فضائية تدور في مدار قطبي حول كوكب المشتري."
الفضاء المحيط بكواكب مغنطة مثل كوكب المشتري مليء بالبلازما، وهي حالة مادة فائقة الحرارة حيث تنفصل الذرات إلى إلكترونات وأيونات. تتسارع هذه الجسيمات نحو الغلاف الجوي للكوكب، مما يجعل الغازات تتوهج لتشكل الشفق. على الأرض، نرى الأضواء الخضراء والزرقاء المألوفة. ومع ذلك، فإن شفق كوكب المشتري عادةً غير مرئي بالعين المجردة، ويمكن ملاحظته فقط باستخدام أدوات الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.
أظهر تحليل الفريق البحثي أنه بسبب الكثافة المنخفضة للغاية لبلازما القطب في كوكب المشتري، بالإضافة إلى مجاله المغناطيسي القوي، فإن تردد موجات البلازما منخفض جداً، ولا يشبه أي ظاهرة تمت ملاحظتها سابقاً حول الأرض.
قال البروفيسور روبرت ليساك، أستاذ في كلية الفيزياء والفلك بجامعة مينيسوتا وخبير في ديناميكيات البلازما: "على الرغم من أن سلوك البلازما يشبه السائل، إلا أنها تتأثر أيضاً بمجالها المغناطيسي الخاص والمجالات الخارجية."
كشف البحث أيضاً عن كيفية دفع المجال المغناطيسي المعقد لكوكب المشتري الجسيمات إلى القبعة القطبية، وهو أمر مختلف عن الشفق على الأرض، حيث يشكل الشفق حلقة على شكل دونات حول القبعة القطبية. يأمل الباحثون في جمع المزيد من البيانات مع استمرار مهمة جونو لدعم دراسات إضافية لهذه الظاهرة الجديدة.
بالإضافة إلى ليساك وسليمان، يضم الفريق البحثي الباحث سادي إليوت من كلية الفيزياء والفلك، وباحثين من جامعة آيوا ومعهد الأبحاث الجنوبي الغربي.
